CN1281032C - 家庭网络系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种包括协议转换器的家庭网络系统，其中，协议转换器用于转换协议，从而连接到网络的受控家用设备和家庭服务器彼此顺利地对基于不同协议的信号进行通信，以及该家庭网络系统的一种操作方法。协议转换器转换来自受控家用设备的基于家用设备协议的状态信息信号，以将其发送到家庭服务器。协议转换器转换来自家庭服务器的基于家庭服务器协议的控制信号，以将其发送到受控家用设备。因此，家庭服务器可以与受控家用设备兼容，而与连接到网络的受控家用设备的制造商和/或协议无关。这样，家庭网络系统的兼容性和适用性得到扩展，同时家庭网络系统变得更节省成本。

Description

家庭网络系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种具有协议转换器的家庭网络系统，更具体地说，涉及一种家庭网络系统，包括：家庭服务器，基于家庭服务器协议；多个受控(passive)家用设备，由不同制造商制造且基于不同协议；以及网络，连接在家庭服务器和家用设备之间，其中，家庭网络系统还包括：协议转换器，用于操作家庭服务器以控制家用设备的操作，并且转换在家庭服务器和家用设备之间发送和接收的信号的不同通信协议以监视家用设备的状态信息，另外，本发明还涉及该家庭网络系统的操作方法。

背景技术

将参照图1对传统家庭网络系统的结构进行描述。

近来，用于控制连接到在家庭或大楼内构建的网络N的多个家用设备C1到Cn的家用设备控制系统的数目已经大大增加。而且，随着网络N连接到外部因特网网络I，扩大家用设备控制系统的控制区域的研究正在积极地开展，从而远端用户可以使用终端RC对位于家庭或大楼内的家用设备C1到Cn进行远端控制。

家庭服务器10是这样一种设备，它用于管理和控制连接到网络N的家用设备C1到Cn，同时监视家用设备C1到Cn的操作状态。家用设备C1到Cn是受控家用设备，用于接收从家庭服务器10输出的控制信号并且响应控制信号执行操作控制。受控家用设备包括电力驱动竖向窗帘，气吹式断路器，测量仪器，门锁，微波炉，洗衣机等。

因此，家庭服务器10，包括：输入单元，用于使用户能将控制命令输入给连接到网络N的家用设备；以及输出单元，用于输出通过控制命令控制的家用设备的状态信息。家庭服务器10还可以采用带微电脑的家用设备，其中，微电脑能够充分处理发送给连接到网络N的受控家用设备C1到Cn和从其接收的信号。或者，家庭服务器10可以采用专用家庭服务器设备。在本说明中，例如，基于因特网的电冰箱充当家庭服务器10，如图1所示。

家庭服务器10必须检测与受控家用设备相关联的连接状态，操作错误以及控制操作结果，以执行中央控制和管理。因此，家庭服务器10从受控家用设备C1到Cn接收状态信息信号，以对它们进行实时监视。而且，家庭服务器10将受控家用设备C1到Cn的状态信息显示到输出单元，从而用户可以识别状态信息。

因此，信号必须顺利地在家庭服务器10和受控家用设备C1到Cn之间发送和接收，从而家庭服务器10控制受控家用设备C1到Cn。因此，家庭服务器10和受控家用设备C1到Cn必须产生和输出基于相同协议的信号。然而，存在一个问题是，在传统家庭网络系统中，网络提供商或家庭服务器设备制造商所使用的协议(家庭服务器协议)不同于连接到网络N的家用设备C1到Cn所采用的通信协议(家用设备协议)。

因此，网络N的用户必须购买基于与家庭服务器协议相同的协议的受控家用设备。在这种情况下，存在另一个问题是，购买费用增加并且购买范围受限。而且，基于不同协议的家用设备不能连接到网络N，因此家庭网络系统的兼容性和适用性降低。

家庭网络系统协议中的UPnP(Universal Plug and Play，通用即插即用)协议已由Intel、3COM、Dell、IBM、Ericsson、Nokia、Philips、LG、Samsung等开发出来，并且用作家庭服务器设备10的标准协议。虽然现有家用设备或者所采用协议不同于UPnP协议的家用设备连接到网络N，但是它不能适当地将信号发送到家庭服务器10和从其接收信号，因此不能通过家庭服务器10进行控制。尽管用户已购买具有家庭网络化功能的家用设备，但在该家用设备与家庭服务器10不兼容的情况下，资源被浪费。

发明内容

因此，本发明是针对上述问题而提出的，并且本发明的一个目的是提供一种家庭网络系统，包括：协议转换器，用于对信号的不同协议进行转换，从而，当家用设备连接到网络时，可以在家庭服务器和基于各种不同协议的家用设备之间适当地发送和接收信号，并且提供该家庭网络系统的操作方法，从而，提高家庭服务器和采用不同协议的受控家用设备之间的家庭网络化兼容性，并且使用户能高效且方便地使用家庭网络系统。

根据本发明的一方面，上述或其他目的可以通过提供一种家庭网络系统来实现，该家庭网络系统包括：家庭服务器，用于输出基于家庭服务器协议的控制信号，以控制连接到为家庭网络化构建的网络的家用设备的操作；受控家用设备，用于响应基于家用设备协议的控制信号执行控制操作，并且将状态信息信号输出到家庭服务器；以及协议转换器，用于将发送到家庭服务器的信号的协议转换成家庭服务器协议并将发送到受控家用设备的信号的协议转换成家用设备协议，并在家庭服务器和受控家用设备之间转发所转换的信号。其中，所述家庭服务器还包括：协议初始化单元，用于在家庭服务器完成与受控家用设备的通信之后，输出控制信号到受控家用设备和协议转换器，以命令受控家用设备和协议转换器执行协议初始化

根据本发明的另一方面，提供一种家庭网络系统操作方法，包括如下步骤：a)使家庭服务器能响应用户所输入的控制命令将控制信号输出到连接到网络的受控家用设备；b)协议转换器将在步骤a)输出的基于家庭服务器协议的控制信号转换成基于家用设备协议的控制信号，并且将所转换的控制信号发送到受控家用设备；c)让受控家用设备响应在步骤b)发送的控制信号执行操作，并且输出状态信息信号；以及d)协议转换器将在步骤c)输出的基于家用设备协议的状态信息信号转换成基于家庭服务器协议的状态信息信号，并且将所转换的状态信息发送到家庭服务器。其中所述步骤d)还包括如下步骤：在家庭服务器完成与受控家用设备的通信之后，由受控家用设备和协议转换器执行协议初始化。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特性、优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出传统家庭网络系统的示意图。

图2是本发明的家庭网络系统的第一结构图。

图3是本发明的家庭网络系统的第二结构图。

图4是示出本发明的家庭网络系统操作方法的流程图。

具体实施方式

现在，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。

本发明的家庭网络系统的第一结构包括协议转换器300的详细结构，如图2所示。本发明的家庭网络系统的第二结构包括家庭服务器100和受控家用设备200的详细结构，如图3所示。

基本上对该家庭网络系统应用各种不同的协议。该家庭网络系统包括：受控家用设备200，用于响应来自家庭服务器100的控制信号，以受控方式执行控制操作；以及家庭服务器100，用于输出基于家庭服务器协议的控制信号，以监视受控家用设备200的状态和输入用于控制受控家用设备200的控制命令。该家庭网络系统还包括协议转换器300，用于转换信号的不同协议，从而可以在家庭服务器100和受控家用设备200之间适当地发送和接收信号。

假定家庭服务器100基于如“背景技术”中所述的作为家庭网络国际标准协议的UPnP(通用即插即用)协议，并且受控家用设备200由不同制造商制造且基于不同协议。这样，从连接到网络的家用设备输出的信号基于各种不同协议。

家庭服务器100从连接到网络的受控家用设备200接收状态信息信号，并且在外部显示所接收的状态信息。作为用户接口实现的控制程序由用户在家庭服务器100中进行驱动。用户可以监视连接到网络的受控家用设备200的当前连接状态，以及控制操作的结果。

协议转换器300作为嵌入在家庭服务器100中的模块来实现。或者，协议转换器300连接到家庭服务器100的外部终端。此时，由于协议转换器300作为独立设备连接在家庭服务器100和网络之间，因此它可以将发送到家庭服务器100和从其接收的信号的协议转换为家庭服务器协议。协议转换器300由对通过网络发送和接收的信号处理进行管理的家庭服务器100进行控制。

协议转换器300从家庭服务器100接收控制信号，然后将所接收的控制信号发送到转换处理器330。转换处理器330将所接收的控制信号转换为家庭服务器协议信号，然后家庭服务器接口310将家庭服务器协议信号发送到家庭服务器100。家用设备接口320从受控家用设备200接收状态信息信号，然后将该状态信息信号发送到转换处理器330。而且，家用设备接口320将来自转换处理器330的家用设备协议信号发送到受控家用设备200。转换处理器330转换和处理输入到家庭服务器接口310和家用设备接口320中的信号的各种协议，然后在家庭服务器100和受控家用设备200之间转发经过转换和处理的信号。

应用于连接到网络的每个受控家用设备200的协议可以根据家用设备的各自制造商而变化。应用于第一受控家用设备201的协议称作第一协议，并且应用于第二受控家用设备202的协议称作第二协议。家庭服务器100将基于家庭服务器协议的控制信号输出到协议转换器300，以与第一受控家用设备201进行通信。协议转换器300将基于家庭服务器协议的控制信号转换为第一协议控制信号，然后将第一协议控制信号发送到第一受控家用设备201。

第一受控家用设备201响应第一协议控制信号执行控制操作，产生包含执行结果的状态信息信号，并且将该状态信息信号输出到家庭服务器100。从第一受控家用设备201输出的基于第一协议的状态信息信号由协议转换器300根据家庭服务器协议进行转换。基于家庭服务器协议的状态信息信号发送到家庭服务器100。响应基于家庭服务器协议的状态信息信号，家庭服务器100将第一受控家用设备201的状态信息输出给用户，从而用户可以识别第一受控家用设备201的状态。

下面将参照图3详细描述家庭服务器100和受控家用设备200。家庭服务器100包括：控制命令输入单元110，用于接收控制命令，从而可以控制连接到网络的受控家用设备200的操作；控制信号输出单元120，用于响应所接收的控制命令产生控制信号，并且将每个控制信号输出到相应的受控家用设备200；以及状态信息输出单元130，用于当连接到网络的受控家用设备的状态改变时，接收更新状态信息信号，并且在外部输出该更新状态信息。

而且，家庭服务器100还包括：协议初始化单元140，用于在家庭服务器100成功完成与受控家用设备200的通信之后，输出控制信号以命令第一受控家用设备201和协议转换器300执行协议初始化。也就是，协议初始化单元140命令协议转换器300执行协议初始化，从而可以响应来自基于不同于第一协议的第二协议的第二家用设备202的连接请求，适当地执行协议转换。这样，即使家庭服务器100在完成与第一受控家用设备201的通信之后立即与第二受控家用设备202进行通信，也不会产生协议转换错误，因为协议转换器300被初始化。

受控家用设备200包括：控制操作执行器210，用于响应输入控制命令执行控制操作；状态信息更新单元220，用于根据连接状态、操作状态或电源状态等的改变来更新受控家用设备200的状态信息；以及状态信息输出单元230，用于将来自状态信息更新单元220的更新状态信息的信号输出到家庭服务器100，从而向家庭服务器100通知受控家用设备200的状态改变。

图4是示出如上所述构造的本发明的家庭网络系统的操作方法的流程图。

首先，在步骤S1，家庭网络系统的用户操作家庭服务器并且将控制命令输出到所要控制的相应受控家用设备，然后家庭服务器产生控制信号，以将该控制命令发送到相应家用设备。此时，连接到家庭服务器的协议转换器不仅确定是否从家庭服务器接收到信号，还确定是否接收到根据连接到网络的受控家用设备的状态改变而更新的状态信息信号。

如果协议转换器在上述步骤S2接收到控制信号，则它将基于家庭服务器协议的控制信号转换为基于家用设备协议的控制信号，然后在步骤S3发送基于家用设备协议的控制信号。

在步骤S4，受控家用设备响应控制信号执行控制操作，并且产生包含控制操作结果的状态信息信号，以将该状态信息信号发送到家庭服务器。

在家庭服务器检测受控家用设备的状态改变的情况下，家庭服务器指示协议转换器从受控家用设备接收状态信息信号。在步骤S5协议转换器在受控家用设备发生状态改变的时候从受控家用设备接收到状态信息信号的情况下，在步骤S6，协议转换器将基于家用设备协议的状态信息信号转换为基于家庭服务器协议的状态信息信号。在步骤S7，协议转换器将基于家庭服务器协议的状态信息信号发送到家庭服务器。

在步骤S8家庭服务器在完成与受控家用设备的通信之后输出控制信号以命令协议转换器和受控家用设备执行协议初始化的情况下，在步骤S9，接收到协议初始化命令的协议转换器和受控家用设备执行协议初始化。然后，协议转换器等待控制信号，从而家庭服务器可以与其他受控家用设备进行通信。

从上面描述可以看出，本发明提供一种家庭网络系统及其操作方法，允许协议转换器转换在家庭服务器和受控家用设备之间发送和接收的信号的协议，从而使所采用协议与家庭服务器设备的通信协议不同的受控家用设备连接到网络以执行家庭网络化功能，因此扩展了家庭网络系统的兼容性和适用性，并且通过按照原样使用现有家用设备来高效地利用资源。

尽管为说明起见公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改、补充和替换。

Claims (6)

1.一种家庭网络系统，包括：

家庭服务器，用于输出基于家庭服务器协议的控制信号，以控制连接到为家庭网络化构建的网络的家用设备的操作；

受控家用设备，用于响应基于家用设备协议的控制信号执行控制操作，并且将状态信息信号输出到家庭服务器；以及

协议转换器，用于将发送到家庭服务器的信号的协议转换成家庭服务器协议并将发送到受控家用设备的信号的协议转换成家用设备协议，并在家庭服务器和受控家用设备之间转发所转换的信号，

其中，所述家庭服务器还包括：

协议初始化单元，用于在家庭服务器完成与受控家用设备的通信之后，输出控制信号到受控家用设备和协议转换器，以命令受控家用设备和协议转换器执行协议初始化。

2.如权利要求1所述的家庭网络系统，其中，协议转换器作为配置在家庭服务器内部或外部的模块来实现。

3.如权利要求1所述的家庭网络系统，其中，所述协议转换器包括：

家庭服务器接口，用于发送基于家庭服务器协议的信号到家庭服务器，并且从其接收这种信号；

家用设备接口，用于发送基于家用设备协议的信号到受控家用设备，并且从其接收这种信号；以及

转换处理器，用于转换在家庭服务器和受控家用设备之间发送和接收的信号的协议。

4.如权利要求1所述的家庭网络系统，其中，所述家庭服务器包括：

控制命令输入单元，用于接收控制命令，以控制连接到网络的家用设备的操作；

控制信号输出单元，用于响应从控制命令输入单元接收的控制命令产生控制信号，并且将所述控制信号输出到受控家用设备；以及

状态信息输出单元，用于从连接到网络的受控家用设备接收状态信息，并且显示状态信息。

5.如权利要求1所述的家庭网络系统，其中，受控家用设备包括：

控制操作执行器，用于响应协议转换器所转换的输入控制命令执行控制操作；

状态信息更新单元，用于当受控家用设备的操作状态改变时更新状态信息；以及

状态信息输出单元，用于将来自状态信息更新单元的更新状态信息输出到家庭服务器，并且向家庭服务器通知状态改变。

6.一种家庭网络系统操作方法，包括如下步骤：

a)使家庭服务器能响应用户所输入的控制命令将控制信号输出到连接到网络的受控家用设备；

b)协议转换器将在步骤a)输出的基于家庭服务器协议的控制信号转换成基于家用设备协议的控制信号，并且将所转换的控制信号发送到受控家用设备；

c)让受控家用设备响应在步骤b)发送的控制信号执行操作，并且输出状态信息信号；以及

d)协议转换器将在步骤c)输出的基于家用设备协议的状态信息信号转换成基于家庭服务器协议的状态信息信号，并且将所转换的状态信息发送到家庭服务器，

其中所述步骤d)还包括如下步骤：

在家庭服务器完成与受控家用设备的通信之后，由受控家用设备和协议转换器执行协议初始化。

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